Un equip d'investigació europeu va investigar l'impacte de la contaminació de la sorra i la pols en els mòduls fotovoltaics d'Oman. Van recollir 60 mostres en diferents estacions, mesos i angles d'inclinació.
Científics de l'Imperial College de Londres i de l'Institut Tecnològic de Karlsruhe van investigar els efectes de la contaminació de la sorra i la pols a les superfícies de vidre dels mòduls solars a Oman. La meitat d'Oman és desert.
Van estudiar l'impacte de la contaminació de la sorra i la pols en el rendiment de l'energia òptica i elèctrica dels panells fotovoltaics. El coautor de l'estudi Christos Markides va dir als periodistes: "També hem realitzat una anàlisi econòmica de la contaminació per pols, però encara no s'ha publicat. Els resultats mostren que les pèrdues econòmiques depenen molt de la ubicació específica".
L'estudi es va basar en 60 mostres recollides d'una estació de tractament d'aigües residuals a Muscat, la capital d'Oman.
El document afirma: "Estimar la generació d'energia de les instal·lacions fotovoltaiques reals continua sent un repte, ja que les pèrdues de contaminació per pols poden estar sobre/subestimades. Les pèrdues per contaminació per pols depenen molt de la mida de les partícules, la forma i els espectres associats, que poden tenir un impacte significatiu en el rendiment de la fotovoltaica. En aquest article presentem els resultats d'una extensa campanya de proves experimentals a l'aire lliure contra la contaminació de sorra i pols, aplicant tècniques de caracterització detallades tot tenint en compte les pèrdues resultants".
En el document, "Caracterització de l'encrassement de la superfície del vidre i el seu impacte en el rendiment fotovoltaic òptic i solar", publicat recentment a la revista Renewable Energy, Markides i els seus col·legues expliquen que les mostres de prova van ser produïdes per una peça de prova de vidre de ferro. A la indústria solar, aquests cupons s'utilitzen sovint per encapsular la capa superior dels mòduls fotovoltaics. Van recollir mostres de vidre al final de cada mes el 2021, distingint entre l'estació de pluges i l'estació seca. Durant cada període de recollida, els investigadors van recollir quatre mostres amb angles d'inclinació de 0, 23, 45 i 90 graus.
Després van enviar les mostres a Londres per fer proves de transmitància de la llum. L'anàlisi mostra que la transmitància relativa de les mostres horitzontals disminueix un 65% en l'època de pluges, un 68% en l'estació seca i un 64% durant tot l'any.
L'equip d'investigació va afegir: "En comparació, la transmitància relativa de la peça de prova vertical va disminuir un 34%, un 19% i un 31% respectivament. La mitjana de la peça de prova humida, la peça de prova seca i la peça de prova d'un any amb tres inclinacions diferents. angles La transmitància relativa es redueix en un 44%, 49% i 42% respectivament".
A partir d'aquests resultats, els investigadors van calcular les pèrdues de potència esperades dels mòduls fotovoltaics monocristal·lins en condicions de prova estàndard, és a dir, una intensitat de radiació de 1000 W/m2 i una temperatura de 25 graus centígrads.
Van afegir: "Les disminucions de transmitància relativa mesurades mitjançant mostres horitzontals de l'estació humida, l'estació seca i durant tot l'any corresponen al 67%, 70% i 66% de les disminucions relatives previstes en la generació d'energia, respectivament. Estimada amb un angle d'inclinació local de 23. graus, mensualment La pèrdua relativa de transmitància és d'aproximadament un 30%, el que resulta en una disminució d'aproximadament un 30% de la potència fotovoltaica relativa equivalent al lloc d'estudi cada mes".
Aleshores, els científics van utilitzar la microscòpia electrònica i de raigs X per analitzar les característiques de les partícules del sòl. Com que totes les mostres de vidre es van prendre del mateix lloc, els científics van suposar que la seva brutícia tenia exactament les mateixes característiques del material. Per tant, només van analitzar exemplars de vidre horitzontals durant les estacions humides i seques i durant tot l'any.
Van emfatitzar: "Els resultats de la difracció de raigs X (XRD) mostren que les proves de contaminació de sorra i pols durant tot l'any contenen una varietat de minerals, com ara sílice, carbonat de calci, carbonat de magnesi i calci, diòxid de titani, carbur de ferro i silicat d'alumini. Distribució dels elements La figura destaca els compostos reportats per l'anàlisi XRD. L'element més dominant és el silici (Si), els elements restants inclouen carboni (C), oxigen (O), sodi (Na), magnesi (Mg), alumini (Al), calci (Ca) i ferro (Fe).
Els investigadors també van trobar que les mostres de l'estació seca tenien més partícules PM10 que les mostres de la temporada de pluges. Les PM10 són partícules inhalables de menys de 10 micres de diàmetre. "L'estudi també demostra que les pluges periòdiques poden eliminar de forma natural les partícules grans acumulades, però no les petites", expliquen en el document.